基于倍福twincat的平行四边形码垛机器人控制系统设计与

《基于倍福twincat的平行四边形码垛机器人控制系统设计与》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于倍福TwinCAT的平行四边形码垛机器人控制系统设计与实现★德国倍福自动化有限公司王进，王建成，孔惠增摘要：目前国内的平行四边形机器人主要用于码垛，其结构主要有混联式丝杠机构和双平行四边形旋转轴式机构，本文通过对这两种四边形机构的运动学分析，推导出四边形机器人的正逆解算法。再利用倍福TwinCAT软件的实时运算核运行正逆解算法，把轨迹规划功能块产生的笛卡尔坐标系位置值实时转化成关节坐标系位置值并利用外部给定功能通过EtherCAT总线实时地对电机和机器人进行控制。本文还通过对码垛机器人末端轨迹的分析利用TwinCAT软件的NCI插补功能开发了轨迹规划抓放功能块

2、。结果显示通过对两种机器人结构的分析以及图1双平行四边形旋转轴式图2混联式丝杠码垛机器在TwinCAT平台的软件编程实现了码垛机器人的控制。机器人人实物图关键词:码垛机器人；TwinCAT；NCI插补；抓放功能；PC控制Abstract:Atpresent,therearetwotypesofmechanismof混联式丝杠码垛机器人是一种四自由度混联机构，thedomesticpalletizingrobots,i.e.,themixedgearandrack它结构简单，价格低廉，性能优越，广泛应用于工业搬mechanismandthedoubleparalle

3、lquadrilateralrotatingaxis运和物流生产线，但受限于丝杠或齿条传动机构对负载mechanism.Throughthekinematicanalysisofthetwopalletizing的限制，难以用于重载机器人。双平行四边形旋转轴式mechanisms,thispaperderivesthepositiveandinversealgorithmofthepalletizingrobot.TwinCATisimplementedtosolvetheinverse机构主要用于重载搬运机器人，其特点是重复精度高、algorithminreal

4、time.ThentheDescartescoordinatesystem运行速度快、负载能力大、可靠性高等特点。但是相对generatedbythetrajectoryplanningfunctionblockistransformed于轻载机器人由于负载自重比其在本体设计和高动态性intothepositionvalueofthejointcoordinatesystem.Atthesame能实现方面难度较大[1]。time,themotorandtherobotarecontrolledbytheEtherCATbus本文对这两种机构进行了简单分析得到这两种

5、机构bythemotioncontrolfunctionblock.Byanalyzingtheterminal的正逆解的算法，重点对如何在TwinCAT中实现机器trajectoryofpalletizingrobot,atrajectoryplanningandgrasping人的运动控制设计和运动轨迹规划进行了论述，并在实functionblockisdevelopedbasedontheNCIfunctionofTwinCAT际应用中通过监测该机器人运行的位置、速度以及加速software.Byanalyzingthestructureofthetwoty

6、pesofrobotsand度曲线对机器人的性能进行分析。thesoftwareandhardwaredevelopmentoftheTwinCATplatform,resultsshowthatthecontrolofpalletizingrobotisrealized.Keywords:Robot;TwinCAT;Pickandplace;PCControl2　机构运动学分析2.1　混联式丝杠机构分析：1　引言平行四边形机器人主要用于码垛行业，码垛机器人主要将包装袋或者箱体等按照一定次序码到托盘上，以便实现物料的搬运、装卸、存储、运输等物流活动。具有工作效率高

7、，可靠性好，柔性好的特点，在粮油食品饲料化工等行业得到广泛应用。图3混联式丝杠码垛机器人几何示意图内文-9期.indd742018-9-316:23:07混联式丝杠机器人有四个关节运动：底座旋转双平行四边形机构如图4所示，由两组平行四边（绕Z轴）、水平运动（X轴方向）、垂直上下运动形组成。其中红色所示的主平行四边形确定末端点位（Z轴上下）和末端旋转运动。底座电机和末端旋转电置，绿色的辅助平行四边形使末端执行器与水平面保机通过减速机驱动底座和机械手末端旋转。水平丝杠电持一个固定的姿态。驱动主平行四边形的电机被对称机和垂直丝杠电机通过同步带轮带动水平丝杠导轨和垂安装在

8、转座上，其